未來的建筑材料——紡織混凝土

 未來的建筑材料就是這種紡織混凝土。紡織鋼筋混凝土（TRC）是耐用的，并且可以成形的形狀多樣，輕量化的結構。顧名思義，傳統(tǒng)的TRC用碳或玻璃纖維作為織物而不是鋼來增強。Wilhelm-Klauditz-Institut WKI的Fraunhofer木材研究所的一個研究小組正在用環(huán)保的天然纖維取代這些織物。這些替代品與傳統(tǒng)混凝土的性能相匹敵，但制造成本更低。研究人員將于2019年1月14日至19日在慕尼黑BAU 2019貿(mào)易博覽會上展示一座天然纖維混凝土橋梁的原型。

德國的橋梁處于危險的狀態(tài)。萊茵河上每兩個都有一個腐爛。鋼筋混凝土容易腐蝕，在任何跡象表明損壞之前，氧化會對鋼筋造成損傷?，F(xiàn)在，這個行業(yè)正在考慮混凝土裂縫和銹蝕的鋼片，工程師和建筑師正在選擇紡織鋼筋混凝土，一種使用壽命長，結構性能與鋼筋混凝土相同的耐腐蝕建筑材料。用這種材料制成的部件可以像幾厘米那么薄。它可以被澆鑄成柔軟、輕質(zhì)的結構，并用增強的紡織品可以彎曲成幾乎任何形狀，除了橋梁，材料也適用于外墻和天花板，設計師可以用它來裝飾家具和雕塑。

這種高性能混凝土的秘密在于它是用碳、玻璃或聚合物纖維而不是鋼來加固的。在Braunschweig的Fraunhofer WKI的研究人員希望用基于可再生原材料的紡織品來代替這些纖維，此舉將為環(huán)境和氣候帶來豐厚的回報。在這種情況下，他們結合當?shù)氐漠a(chǎn)品——亞麻（可以進行紡紗或編織）。研究人員可以向亞麻纖維中添加一束聚合物纖維，從而制造出一種適合特定成分要求的混合織物。Fraunhofer WKI木材纖維研究中心的科學家使用桿織機來織造這種材料混合物。有了這種織造機——歐洲唯一的一種織造機——專家們能夠生產(chǎn)具有復雜、特定紡織品結構和綜合功能的創(chuàng)新輕質(zhì)復合材料。該機器結合傳統(tǒng)工藝和可持續(xù)的材料，使之具有成本效益。然后再把它們嵌入高性能混凝土中，使之具有幾乎完全保護纖維免受風化的結構密度，這種織物也可以用天然樹脂進行改性。

擺脫不利的環(huán)境影響

亞麻基紡織品是嵌入在給定的組件層。它的剛度是可變的，因此它可以按期望的形狀排列。它可以被想象成產(chǎn)生弧形輪廓，如穹頂和圓形壁單元。然后在紡織品上澆注液態(tài)混凝土，這種混凝土是在Fraunhofer WKI輕質(zhì)環(huán)保建筑中心（ZELUBA）內(nèi)部專門開發(fā)的。生態(tài)可持續(xù)性很受開發(fā)商的青睞，他們盡量利用少量的原材料。

ZELUBA的科學家Jan Binde說：“鋼筋混凝土由骨料（混凝土集料，專業(yè)術語），水，混凝土添加劑，以及由亞麻制成的增強紡織品組成。用亞麻織物制成的鋼筋混凝土的質(zhì)量高于橋梁中鋼筋混凝土的質(zhì)量。基質(zhì)（結構）非常致密，以致有害物質(zhì)不能滲透到部件中，這樣可以延長使用壽命幾十年?！?/p>

壽命長的復合材料

亞麻和混凝土的結合在試驗中證明是一種理想的復合材料，通過新的、環(huán)保的紡織物增強混凝土的耐久性和承重能力。調(diào)查人員說：“天然纖維與建筑材料很相配，這也是因為我們可以控制紡織品在混凝土中的固定方式。”

由可再生能源制成的TRC使建筑工人能夠豎立輕型和苗條的橋梁，也可能被機動車使用。一座跨度為15米的鋼筋混凝土橋大約有35到40厘米厚，而它的亞麻橋只有12到16厘米厚，看起來相當苗條，這節(jié)省了大量的材料。Binde說：“建筑薄層是可行的?！毖芯咳藛T致力于優(yōu)化創(chuàng)新的建筑材料，而建筑當局對該材料的批準仍在進行中。